用于控制平坦金属产品的冷却的方法技术

本发明专利技术涉及具有宽面且温度高于400℃的平坦金属产品的冷却方法，其中使所述金属产品与固体颗粒的流化床接触，固体颗粒具有循环方向(D)并捕获由金属产品释放的热并将所述捕获的热传递至传递介质，其中：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制平坦金属产品的冷却的方法
[0001]本专利技术涉及用于控制平坦金属产品的冷却的方法。
[0002]在钢生产中，但更通常地在金属生产中，存在其中制造热的金属产品且必须使其冷却的数个设备。那些产品的冷却速率对得到期望的显微组织和相关特性至关重要。甚至对高合金钢级更是如此，因为不足的冷却速率可能导致产品的破裂或品质差并丢弃所述产品。这可能特别对在铸造绞线(strand)出口处的板坯或对轧机出口处的板发生。
[0003]因此，需要允许控制金属产品的冷却速率的方法。
[0004]文献US 3,957,111描述了这样的冷却方法：其中将板坯放入具有接收由板坯通过辐射释放的热的冷却壁的室中。水在压力下在冷却壁内的通道内流动并从那些冷却壁中除去热。水温的控制允许控制板坯冷却速度。气体例如蒸气填充板坯与冷却壁之间的空间以进一步控制板坯的冷却速度。在该方法中难以管理控制，因为必须考虑气体和水的流速二者。此外，所需的设备是重的设备并且冷却时间长。
[0005]文献EP 0 960 670描述了这样的冷却方法：其中将板坯浸到还配备有喷嘴以在板坯上喷洒水的水的容器中。特别地，可以调节喷嘴与板坯之间的距离以控制冷却速率。该方法需要大量的水，因为容器需要定期再注满以保证效率。
[0006]因此，需要克服上述缺点的允许控制平坦金属产品的冷却速率的方法。
[0007]根据本专利技术的方法在不对金属产品的品质造成不利影响的情况下，允许控制平坦金属产品的冷却速率。例如，所述方法既不涉及对金属产品的不利化学影响，也不具有对可能产生表面缺陷的金属产品的表面的任何物理影响。
[0008]该问题通过根据本专利技术的方法来解决，其中使具有宽面且温度高于400℃的金属产品与固体颗粒的流化床接触，固体颗粒具有循环方向(D)并捕获由金属产品释放的热并将所述捕获的热传递至传递介质，其中：
[0009]-使金属产品与固体颗粒接触使得金属产品的宽面与固体颗粒的循环方向(D)平行，
[0010]-考虑所述金属产品的产品参数，限定金属产品的热冷却路径，
[0011]-注入气体以使固体颗粒以鼓泡状态流化，控制所述气体的注入流速以匹配金属产品的所述限定的冷却路径。
[0012]本专利技术的方法还可以包括分别考虑或根据所有可能的技术组合考虑的以下任选特征：
[0013]-限定的冷却路径由不同部分构成，各部分具有给定的冷却速率，以及调节传递介质的流速以达到所述部分的给定的冷却速率，
[0014]-传递介质为水，
[0015]-传递介质为熔盐，
[0016]-传递介质包括纳米颗粒，
[0017]-所述水用于产生蒸汽，
[0018]-所述方法在具有蒸汽网络的设备内进行，以及将产生的蒸汽注入所述蒸汽网络中，
[0019]-金属产品为板坯或板，
[0020]-金属产品为钢产品，
[0021]-固体颗粒的热容为500J/kg/K至2000J/kg/K，
[0022]-流化床中的固体颗粒的密度为1400kg/m3至4000kg/m3，
[0023]-固体颗粒由氧化铝、SiC或钢渣制成，
[0024]-固体颗粒的平均尺寸为30μm至300μm，
[0025]-以5cm/秒至30cm/秒的速度注入气体，
[0026]-所述气体为空气，
[0027]-金属产品为板坯以及将所述板坯放置在流化床内的支撑体上使得所述板坯的边缘与地面平行，
[0028]-金属产品包括其表面上的结垢颗粒，所述结垢颗粒通过固体颗粒除去以及将除去的结垢颗粒定期从流化床中排出，
[0029]-使金属产品在小于60分钟内从900℃冷却至350℃。
[0030]通过阅读参照以下附图给出的以下描述，将更好地理解本专利技术：
[0031]图1示出了板坯
[0032]图2示出了进行根据本专利技术的监测冷却方法的设备的实施方案。
[0033]图3示出了不同的流化状态
[0034]图4示出了利用根据本专利技术的方法的冷却曲线
[0035]图5是利用根据本专利技术和现有技术的方法模拟板坯表面的垂直位移的曲线及其图像表示
[0036]在图1中示出了作为平坦金属产品的实例的板坯3。所述板坯3具有平行六面体形状，并且包括顶部宽面3a和底部宽面、两个窄面3b和两个边缘3c。宽面限定板坯的宽度W和长度L，所述宽度W通常为700mm至2500mm，长度L为5000mm至15000mm，板坯的厚度T通常为150mm至350mm。更通常地，平坦产品可以限定为平行六面体，其中最小尺寸(例如厚度T)与其他(例如长度L)相比是可以忽略的，例如，最小尺寸至少比最大尺寸小15倍。平行六面体的宽面是不包括最小尺寸的面。平坦产品的另一个实例为板或厚板。
[0037]那些平坦产品通常是半成品，这意味着它们将在销售之前经受进一步的制造步骤。对于那些随后的步骤，重要的是避免产品出现缺陷，并且特别是保证其平坦度。例如，如果板坯具有几毫米的垂直弯曲，则在其进一步轧制期间可能增加困难，或者甚至使其不可能轧制，这将意味着丢弃所述板坯。
[0038]在图2中示出了进行根据本专利技术的冷却方法的设备1。该设备1包括其中放置有热的平坦金属产品例如板坯3的室2。室2可以为具有可关闭的开口(通过其可以输送热的金属产品)的封闭室，但其也可以具有开放的顶部或适合于热的金属产品输送的任何配置。热的金属产品3可以通过轧制输送机输送在室2内部，或者可以通过拾取装置例如起重机或任何合适的拾取装置放置在室2内部。室2优选地能够容纳多于一个的平坦产品3。
[0039]室2包含固体颗粒并且包括气体注入装置4，注入气体以使固体颗粒流化并形成处于鼓泡状态的固体颗粒的流化床5，固体流化颗粒沿循环方向(D)循环。将热的平坦金属产品3放置到支撑装置上的室2中，使得其宽面3a与流化颗粒的循环方向(D)平行。在一个优选的实施方案中，方向(D)是垂直的，并且将板坯3沿其边缘3c放置在支撑体上使得其宽面与
垂直方向平行。这允许提高传热效率，而且避免产品的变形。当放置到室2中时，热的平坦金属产品具有高于400℃的温度，并且为例如板坯或板并可以由钢制成。
[0040]如图3所示，存在数种流化的状态。流化是通过其将固体颗粒通过悬浮在气体或液体中而转变成类流体状态的操作。根据流体速度，颗粒的行为不同。在作为本专利技术之一的气-固体系中，随着流速增加超过最小流化，观察到伴随着气体的鼓泡和沟流的大的不稳定性。在较高的速度下，搅动变得更剧烈并且固体的运动变得更剧烈。此外，床在最小流化下不会扩展到超过其体积太多。在该阶段下，流化床处于鼓泡状态，这是本专利技术所需的状态以使固体颗粒具有良好的循环并使流化床具有均匀的温度。用于得到给定状态的气体速度取决于数个参数，例如使用的气体的种类、颗粒的尺寸和密度或室2的尺寸。这可以由本领域技术人员容易地处理。
[0041]气体可以为氮气或惰性气体，例如氩气或氦气，在一个优选的实施方案中，为空气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有宽面且温度高于400℃的平坦金属产品的冷却方法，其中使所述金属产品与固体颗粒的流化床接触，所述固体颗粒具有循环方向(D)并捕获由所述金属产品释放的热并将所述捕获的热传递至传递介质，其中：-使所述金属产品与所述固体颗粒接触使得所述金属产品的宽面与所述固体颗粒的所述循环方向(D)平行，-考虑所述金属产品的产品参数，限定所述金属产品的热冷却路径，-注入气体以使所述固体颗粒以鼓泡状态流化，控制所述气体的注入流速以匹配所述金属产品的所述限定的冷却路径。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述限定的冷却路径由不同部分构成，各部分具有给定的冷却速率，以及调节所述传递介质的流速以达到所述部分的所述给定的冷却速率。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述传递介质为水。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述传递介质为熔盐。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述传递介质包括纳米颗粒。6.根据权利要求3所述的方法，其中所述水用于产生蒸汽。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述方法在具有蒸汽网络的设备内进行，以及将产生的蒸汽注入所述蒸汽网络中。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述金属产品为板坯或板。9.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿克沙伊，
申请(专利权)人：安赛乐米塔尔公司，
类型：发明
国别省市：